纳米材料的力学性质

本书重点阐述了关于纳 米材料几个重要的表面效应 模型，包括core-surface模 型、core-shell模型、柱对 称模型及指数衰减模型。 本书共分为5章，第1章 是纳米薄膜弹性力学的基本 理论，包括经典体材料的弹 性力学基本理论、纳米薄膜 材料弹性力学的几个重要的 表面效应理论模型。由于表 面效应的影响，纳米薄膜的 力学性质表现出尺寸的依赖 性，其杨氏模量等力学参量 因受到表面效应影响而随薄 膜厚度变化。第2章是一维 纳米线的弹性力学基本理论 ，主要介绍了关于纳米线的 几个重要的表面效应理论模 型。压电纳米线在受到表面 弹性效应影响的同时，也会 受到表面压电效应的影响。 有关压电纳米线的介绍，对 于以压电纳米线为基础的纳 米发电机的研制和应用具有 一定的参考价值。第3章是 关于纳米薄膜弯曲、卷曲成 为纳米管的理论介绍，包括 单层纳米薄膜和双层纳米薄 膜系统弯曲、卷曲理论。纳 米薄膜卷曲行为，可以由二 维结构的纳米薄膜通过卷曲 制作成具有三维结构的纳米 管，从而为纳米薄膜的应用 提供更广阔的空间。第4章 主要介绍单端固定的纳米悬 臂梁的受力弯曲问题，包括 外加荷载情况下悬臂梁的弯 曲问题、纳米压电悬臂梁的 弯曲问题，以及悬臂梁屈曲 、振动问题。作为纳机电系 统的基本元件之一，纳米悬 臂梁力学性质的研究对纳米 科学与纳米技术都有着不可 估量的科学价值和应用价值 。第5章主要介绍磁致伸缩 悬臂梁的弯曲问题，包括磁 致伸缩材料基本理论、纳米 磁致伸缩悬臂梁的弯曲问题 ，以及双层薄膜系统弹性、 电弹性、磁弹性弯曲的统一 理论。磁致伸缩悬臂梁通过 磁场驱动，可实现非接触式 的动力传输，是纳米驱动器 的一个重要研究方向。

第1章 纳米薄膜弹性力学的基本理论 1.1 体材料弹性力学理论 1.2 纳米薄膜材料弹性力学的core-surface模型 1.3 纳米薄膜材料弹性力学的core-shell模型 1.4 纳米薄膜材料弹性力学的柱对称模型 1.5 纳米薄膜材料弹性力学的指数衰减模型 参考文献 第2章 一维纳米线的弹性力学基本理论 2.1 纳米线弹性力学的core-surface模型 2.2 纳米线弹性力学的core-shell模型 2.3 纳米线弹性力学的柱对称模型 2.4 纳米线弹性力学的指数衰减模型 2.5 指数衰减表面弹性系数对压电纳米线电学性质的影响 2.6 指数衰减表面压电系数对压电纳米线电学性质的影响 参考文献 第3章 纳米薄膜弯曲、卷曲问题 3.1 单层纳米薄膜卷曲的core-surface理论 3.2 单层纳米薄膜弯曲、卷曲的core-shell理论 3.3 单层纳米薄膜弯曲、卷曲的柱对称理论 3.4 单层纳米薄膜卷曲的指数衰减理论 3.5 双层纳米薄膜弯曲、卷曲问题 参考文献 第4章 单端固定的纳米悬臂梁弯曲问题 4.1 横向荷载致纳米薄膜悬臂梁弯曲的core-shell模型 4.2 横向荷载致纳米薄膜弯曲的指数衰减模型 4.3 横向荷载致纳米薄膜悬臂梁弯曲的柱对称模型 4.4 单端固定的压电纳米薄膜悬臂梁 4.5 表面压电系数对纳米压电悬臂梁的影响——core-surface模型 4.6 表面压电系数对纳米压电悬臂梁的影响——指数衰减模型 4.7 表面效应对矩形截面纳米棒杨氏模量、屈曲及振动性质的影响 参考文献 第5章 磁致伸缩悬臂梁弯曲理论 5.1 纳米磁性薄膜材料的磁致伸缩理论 5.2 纳米双层薄膜悬臂梁磁致伸缩弯曲的四参量理论 5.3 纳米磁致伸缩悬臂梁内部应力、应变分析 5.4 纳米双层薄膜弯曲的统一理论——柱对称模型 5.5 纳米双层薄膜磁致伸缩弯曲的core-surface模型 参考文献